KR102626787B1 - Smart power controller with zero line start function that solves all problems of input power - Google Patents

Smart power controller with zero line start function that solves all problems of input power Download PDF

Info

Publication number
KR102626787B1
KR102626787B1 KR1020230052894A KR20230052894A KR102626787B1 KR 102626787 B1 KR102626787 B1 KR 102626787B1 KR 1020230052894 A KR1020230052894 A KR 1020230052894A KR 20230052894 A KR20230052894 A KR 20230052894A KR 102626787 B1 KR102626787 B1 KR 102626787B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
input
power
voltage
unit
zero
Prior art date
Application number
KR1020230052894A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
홍성훈
김태곤
Original Assignee
홍성훈
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 홍성훈 filed Critical 홍성훈
Priority to KR1020230052894A priority Critical patent/KR102626787B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102626787B1 publication Critical patent/KR102626787B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/50Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED] responsive to malfunctions or undesirable behaviour of LEDs; responsive to LED life; Protective circuits
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30Driver circuits
    • H05B45/37Converter circuits
    • H05B45/3725Switched mode power supply [SMPS]
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10Controlling the light source
    • H05B47/105Controlling the light source in response to determined parameters
    • H05B47/14Controlling the light source in response to determined parameters by determining electrical parameters of the light source
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10Controlling the light source
    • H05B47/16Controlling the light source by timing means
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/20Responsive to malfunctions or to light source life; for protection
    • H05B47/24Circuit arrangements for protecting against overvoltage

Landscapes

  • Rectifiers (AREA)

Abstract

본 발명은 AC 전원이 입력되는 입력부(Input)와 AC 전원을 출력하는 출력부(Output); 입력부(Input)와 출력부(Output) 사이에서 전원을 통전하는 스위칭부(60); 입력전압과 기준 전압을 출력하는 전압 감지부(70); 및 전압 감지부(70)의 기준 전압과 입력전압의 차이를 산출하여 설정 범위를 초과하면 스위칭부(60)를 제어하여 전원을 차단하도록 제어하는 제어부(10);를 포함하고, 제어부(10)는 이상 전압이 감지되면, 설정된 타이머(150)의 시간 간격을 초기화하여 재설정 후 카운팅하여 재설정된 시간 간격 완료 후 AC 사인파형의 영전위점을 기준으로 스위칭부(60)를 온시켜 전원을 통전시키는 것; 을 특징으로 하는 입력전원의 모든 문제를 해결하는 제로라인 스타트 기능을 갖는 스마트 파워 컨트롤러를 포함한다. The present invention includes an input unit (Input) where AC power is input and an output unit (Output) which outputs AC power; A switching unit 60 that supplies power between an input unit and an output unit (Output); A voltage detection unit 70 that outputs an input voltage and a reference voltage; And a control unit 10 that calculates the difference between the reference voltage of the voltage detection unit 70 and the input voltage and controls the switching unit 60 to cut off the power when it exceeds the set range. When an abnormal voltage is detected, the time interval of the set timer 150 is initialized, reset, and counted, and after the reset time interval is completed, the switching unit 60 is turned on based on the zero potential point of the AC sine waveform to energize the power. ; It includes a smart power controller with a zero-line start function that solves all problems with input power.

Figure R1020230052894
Figure R1020230052894

Description

입력전원의 모든 문제를 해결하는 제로라인 스타트 기능을 갖는 스마트 파워 컨트롤러{SMART POWER CONTROLLER WITH ZERO LINE START FUNCTION THAT SOLVES ALL PROBLEMS OF INPUT POWER}Smart power controller with zero line start function that solves all problems with input power {SMART POWER CONTROLLER WITH ZERO LINE START FUNCTION THAT SOLVES ALL PROBLEMS OF INPUT POWER}

본 발명은 입력에서 발생하는 모든 문제를 해결할 수 있는 제로라인 스타트 기능을 갖는 스마트 파워 컨트롤러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 입력전원에서 발생하는 모든 문제, 즉 과전압, 저전압, Surge 및 Peak 전압, 대기전력 등 을 제어할 수 있는 파워컨트롤러로 안전하지 않은 과전압이 감지될 때마다 들어오는 AC 전원을 자동으로 차단하되, AC 전원 전압이 다시 안전한 수준 내로 안정되면 부하가 다시 연결되어 정상 작동되고 전자식 스위치의 전위차로 인해 저전압으로 인한 LED 잔상효과를 차단 할 수 있으며 대기전력이 차단 되고 입력에 Surge 및 Peak성 전압이 유입되어도 수십ms뒤에 무조건 0° 에서 시작 되어 돌입을 방지 할 수 있는 스마트 파워 컨트롤러 및 그 제어방법에 관한 것이다. The present invention relates to a smart power controller with a zero-line start function that can solve all problems occurring in the input power, and more specifically, all problems occurring in the input power, namely overvoltage, low voltage, surge and peak voltage, and standby power. A power controller that can control the power automatically cuts off the incoming AC power whenever an unsafe overvoltage is detected. However, when the AC power voltage stabilizes again within a safe level, the load is reconnected and operates normally, using the potential difference of the electronic switch. The smart power controller and its control method can block the LED afterimage effect caused by low voltage, and even when standby power is cut off and surge or peak voltage flows into the input, it starts at 0° unconditionally after several tens of milliseconds to prevent inrush. It's about.

최근 발광 다이오드(LED)는 국내 조명 업계에서 유망 시장으로 부상하고 있다. 선진 각국의 에너지 절감의 노력의 일환으로 발광다이오드 조명이 각광 받고 있다. 발광다이오드는 기존 형광램프(FL)시장을 대체하는 수요와 기존 형광램프로 구현하기 어려운 감성 및 여러 가지 다기능을 추가한 LED조명 제품들 이 시장에 선보이고 있는 추세이다.Recently, light emitting diodes (LEDs) have emerged as a promising market in the domestic lighting industry. Light-emitting diode lighting is receiving attention as part of efforts to save energy in advanced countries. Light-emitting diodes are in demand to replace the existing fluorescent lamp (FL) market, and LED lighting products that add sensibility and various multi-functions that are difficult to realize with existing fluorescent lamps are being introduced to the market.

한편, 종래에는 발광 다이오드(LED) 조명장치의 발광 다이오드에 일정 전류 이상이 공급되면 발광 다이오드에 수명이 짧아질 뿐만 아니라 발광다이오드가 파손되는 문제점이 있었다. Meanwhile, in the past, when more than a certain amount of current is supplied to the light emitting diode of a light emitting diode (LED) lighting device, not only the lifespan of the light emitting diode is shortened, but also the light emitting diode is damaged.

따라서 종래에는 이와 같은 이상 전원에 의한 손상을 방지 하기 위한 보호회로에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있으나, 현재까지 뚜렷한 성과가 없는 실정이다. Accordingly, research on protection circuits to prevent damage from such abnormal power sources has been actively conducted, but no clear results have been achieved to date.

또한, 전원에 여러 장치들과 복합되어 사용되어 짐에 따라 같은 전원을 사용하는 주변 기기들로 인해 발생하는 노이즈(잡음)형태의 간섭 및 Peak성 전압이 발생함에 따라 소자들의 crack을 가속화시켜 수명을 단축시키는 문제점이 있다In addition, as the power source is used in combination with various devices, interference in the form of noise and peak voltage generated by peripheral devices using the same power source accelerates cracks in the devices, shortening their lifespan. There is a problem with shortening

예를 들면, AC 입력 전원선으로부터 과전압이 발생되면, 과전압을 보호하기위한 380V 과전압 보호회로를 넣고 있지만, 현재 조명업계에서는 과전압 보호회로가 적용된 제품은 보기 힘들뿐더러, 원가 상승의 문제로 SCR, 소형콘덴서, 저항으로 이루어진 보호회로를 채택하고 있다. 하지만 SCR을 이용한 과전압 보호회로는 충전되어있는 콘덴서가 완전 방전되기까지는 정상전원이 인가되어도 복귀되지 않는다. 즉, OFF한 후 방전이 완료되어야 다시 동작되는 불합리 한 점이 있다. 또한 380V가 제품에 인가되는 순간부터 내부 부품들의 내압이 초과되기 때문에 이미 부품의 손상이 가는 경우도 많다. For example, when overvoltage occurs from the AC input power line, a 380V overvoltage protection circuit is installed to protect against overvoltage. However, it is currently difficult to find products with an overvoltage protection circuit in the lighting industry, and due to the problem of rising costs, SCR and small-sized products are used. A protection circuit consisting of a condenser and a resistor is adopted. However, the overvoltage protection circuit using SCR does not recover even when normal power is applied until the charged condenser is completely discharged. In other words, there is an irrationality in that it operates again only after discharging is completed after turning it off. In addition, as soon as 380V is applied to the product, the internal pressure of the internal components is exceeded, so there are many cases where the components are already damaged.

또한, 요즘의 벽 스위치의 경우 단순히 on/off 기능만 있는 것 이 아니라 디스플레이 형태로 현재 날씨, 현재 내부온도, LED 표시램프 등이 장착 된 전자식 스위치를 주로 사용하고 있다. 이때 벽 스위치의 on/off 여부와 관계없이 상기 디스플레이 또는 LED표시램프 등을 구동하기 위한 전류가 요구되며, 그 만큼 전위차가 발생하기 때문에 스위치를 off 했을때도 전원이 수십V가 발생하기 때문에 SMPS가 전원을 인식하고 회로가 구동되는 문제가 발생하므로 LED램프가 미세하게 구동되어 잔상이 생기는 문제가 발생하게 된다.In addition, wall switches these days do not simply have an on/off function, but electronic switches are mainly used that are equipped with displays such as the current weather, current internal temperature, and LED display lamps. At this time, regardless of whether the wall switch is on/off, current is required to drive the display or LED indicator lamp, and since a potential difference is generated accordingly, tens of volts are generated even when the switch is turned off, so the SMPS is used as a power source. A problem occurs when the circuit is recognized and driven, so the LED lamp is driven slightly and an afterimage occurs.

또한, 종래에는 과전류가 발생하여 퓨즈가 손상되거나, 제품의 입력, 정류부에서 부품소손이 발생할 수 있다. 이때 퓨즈를 탈부착용으로 설계하지 않는 이상 교체해야 한다. Additionally, in the past, overcurrent may occur, causing damage to the fuse or damage to components in the input and rectifier parts of the product. At this time, unless the fuse is designed to be removable, it must be replaced.

또한, 종래에는 4Kv이상의 써지를 견디려면, 써지옵서버나, 써지프로텍트를 입력에 별도로 추가구성하거나 용량이 굉장히 큰 바리스터를 사용하여 개선할 수 가 있고, 입력에서 필터링 되지 않을 시 회로부가 파손되고 불꽃이 발생할 수 있다. In addition, conventionally, in order to withstand surges of 4Kv or more, it can be improved by adding a surge absorber or surge protector separately to the input or using a varistor with a very large capacity. If the input is not filtered, the circuit part is damaged and sparks occur. It can happen.

또한, 종래에는 돌입전류가 발생했을 때, 입력 peak가 발생하는 상황이 굉장히 빈번하게 발생하고 있는데, AC 전원의 각 위상각에 따라 그 차이와 피해가 크기에 제품의 불량으로 이어질 수 있다. 즉, 종래에는 돌입 전류에 의한 제품불량의 문제가 발생될 수 있다.In addition, conventionally, when an inrush current occurs, a situation in which an input peak occurs occurs very frequently, and the difference and damage are large depending on each phase angle of the AC power source, which can lead to product defects. That is, in the past, problems with product defects due to inrush current may occur.

또한, 종래에는 정격전원의 약 1% 정도의 대기전력을 소모하고있기 때문에 (ex: 50W의 경우 약0.5W 수준) 물리적인 차폐를 해줘야 대기전력을 낮출 수가 있다. 즉, 종래에는 대기전력에 의한 에너지 낭비의 문제점이 있었다. In addition, conventionally, because standby power is consumed at about 1% of the rated power (ex: about 0.5W for 50W), standby power can be reduced only by physical shielding. That is, in the past, there was a problem of energy waste due to standby power.

KRKR 10-1436703 10-1436703 B1(2014.08.26)B1(2014.08.26)

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 입력전원의 모든 문제를 해결하는 제로라인 스타트 기능을 갖는 스마트 파워 컨트롤러를 제공함에 있다.The present invention was created to solve the above-described conventional problems. The purpose of the present invention is to provide a smart power controller with a zero line start function that solves all problems with input power.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 하기와 같은 실시예를 포함할 수 있다. The present invention may include the following examples to achieve the above object.

본 발명의 실시예는 부하로 AC 전원을 공급하는 AC 전원선의 전원을 통전하는 입력전원의 모든 문제를 해결하는 제로라인 스타트 기능을 갖는 스마트 파워 컨트롤러를 포함하고, AC 전원이 입력되는 입력부(Input)와 AC 전원을 출력하는 출력부, 입력부와 출력부 사이에서 전원을 통전하는 스위칭부와, 입력전압과 기준 전압을 출력하는 전압 감지부 및 전압 감지부의 기준 전압과 입력전압의 차이를 산출하여 설정 범위를 초과하면 스위칭부를 제어하여 전원을 차단하도록 제어하는 제어부를 포함하고, 제어부는 이상 전압이 감지되면, 설정된 타이머의 시간 간격을 초기화하여 재설정 후 카운팅하여 재설정된 시간 간격 완료 후 AC 사인파형의 영전위점을 기준으로 스위칭부를 온시켜 전원을 통전시키는 것을 특징으로 하는 입력전원의 모든 문제를 해결하는 제로라인 스타트 기능을 갖는 스마트 파워 컨트롤러를 제공할 수 있다. An embodiment of the present invention includes a smart power controller with a zero line start function that solves all problems of input power supplying power to the AC power line that supplies AC power to the load, and an input unit (Input) where AC power is input. An output unit that outputs AC power, a switching unit that conducts power between the input unit and the output unit, a voltage detection unit that outputs the input voltage and reference voltage, and a setting range by calculating the difference between the reference voltage and the input voltage of the voltage detection unit. It includes a control unit that controls the switching unit to cut off the power when an abnormal voltage is detected, and the control unit initializes the time interval of the set timer, resets it, and then counts it, and after the reset time interval is completed, the zero potential point of the AC sine waveform. It is possible to provide a smart power controller with a zero line start function that solves all problems with input power, which is characterized by turning on the switching unit to energize the power based on .

위 실시예에서, 제어부는 영전위를 감지하는 영전위 감지 모듈과, 감지 전압과 기준 전압의 차를 연산하여 이상 전압을 감지하는 이상 전압 감지 모듈과, 이상 전압이 감지되면 설정된 시간 간격을 초기화하고, 재설정하여 카운팅하는 타이머와, 타이머에서 연산된 시간 간격에 따라 영전위점을 기준으로 스위칭부를 온 시키고, 이상 전압 감지 모듈의 이상 전압 감지시에 스위칭부를 오프시키는 스위칭 드라이버를 포함하는 입력전원의 모든 문제를 해결하는 제로라인 스타트 기능을 갖는 스마트 파워 컨트롤러를 포함할 수 있다. In the above embodiment, the control unit includes a zero potential detection module that detects a zero potential, an abnormal voltage detection module that detects an abnormal voltage by calculating the difference between the detection voltage and a reference voltage, and initializes a set time interval when the abnormal voltage is detected. , all problems with input power, including a timer that resets and counts, and a switching driver that turns on the switching unit based on the zero potential point according to the time interval calculated from the timer and turns off the switching unit when abnormal voltage is detected by the abnormal voltage detection module. It may include a smart power controller with a zero line start function that solves the problem.

또한, 스위칭부는 제1 스위칭 소자와 제2 스위칭 소자를 구비하고, 제1 스위칭 소자는 베이스가 제어부에 연결되고, 입력단에 입력부측으로 다이오드가 순방향으로 연결되고, 제2 스위칭 소자는 입력단이 출력부측으로 순방향으로 연결되는 것을 특징으로 한다. In addition, the switching unit includes a first switching element and a second switching element, the base of the first switching element is connected to the control unit, a diode is connected to the input terminal in the forward direction toward the input side, and the second switching element has the input terminal connected to the output side. It is characterized by being connected in the forward direction.

또한, 전압 감지부는 입력전압을 설정 레벨이하로 분배하도록 직렬 연결되는 복수의 분배저항과, 복수의 분배저항이 연결되는 전원라인에서 분기된 전원라인에서 설치되어 기준 전압을 생성하는 기준저항을 포함할 수 있다. In addition, the voltage detection unit may include a plurality of distribution resistors connected in series to distribute the input voltage below a set level, and a reference resistor installed on a power line branched from the power line to which the plurality of distribution resistors are connected to generate a reference voltage. You can.

본 발명에 따른 다른 실시예는 AC 전원선과 부하 사이에서 전원을 통전 또는 차단하는 입력전원의 모든 문제를 해결하는 제로라인 스타트 기능을 갖는 스마트 파워 컨트롤러의 제어 방법에 있어서, a)입력된 AC 전원이 평활부의 다이오드 및 복수의 저항과 캐패시터를 통해 평활된 전원이 입려되어 온되는 단계와, b)설정된 타이머 계수에 따른 시간 간격이 경과되면, 영전위점과 동기화되어 제1스위칭부와 제2스위칭부를 구동시켜 AC 전원을 통전시키는 단계와, c)AC 전원선의 전압을 감지한 감지 전압과 기준 전압과의 차이가 산출하고, 설정범위의 초과 여부를 통하여 이상 전압을 감지하는 단계와, d)이상 전압이 감지되면, 양(+)의 위상의 이상 전압은 피크값에서 하향되는 하강엣지, 음(-)의 위상의 이상 전압은 상향되는 상승엣지(EDGE)에서 오프시키는 단계와, e)이상 전압이 감지되면, 설정된 시간 간격을 초기화하고, 재설정된 타이머 계수에 의해 산출된 시간 간격을 카운팅하는 단계와, f)재설정된 시간 간격의 카운팅 중 이상 전압의 정상화여부를 감지하는 단계 및 g)재설정된 시간 간격의 카운팅이 완료되는 시점까지 정상 전압이 감지되면, 영전위에서 양의 위상 또는 영전위에서 음의 위상으로 변화되는 시점에서 온 되도록 제1스위칭부와 제2스위칭부를 온시키는 단계를 포함하는 입력전원의 모든 문제를 해결하는 제로라인 스타트 기능을 갖는 스마트 파워 컨트롤러의 제어방법을 포함할 수 있다. Another embodiment according to the present invention is a control method of a smart power controller with a zero line start function that solves all problems of the input power that energizes or cuts off the power between the AC power line and the load, wherein a) the input AC power is A step in which the smoothed power is input and turned on through the diode of the smoothing unit and a plurality of resistors and capacitors, and b) when the time interval according to the set timer coefficient has elapsed, the first switching unit and the second switching unit are driven in synchronization with the zero potential point. a step of energizing the AC power supply, c) calculating the difference between the detection voltage and the reference voltage by detecting the voltage of the AC power line, and detecting an abnormal voltage through whether or not the set range is exceeded, and d) a step of detecting the abnormal voltage. When detected, the abnormal voltage of the positive (+) phase is turned off at the falling edge moving downward from the peak value, and the abnormal voltage of the negative (-) phase is turned off at the rising edge (EDGE) upward, and e) the abnormal voltage is detected. If so, initializing the set time interval and counting the time interval calculated by the reset time interval, f) detecting whether the abnormal voltage is normalized while counting the reset time interval, and g) resetting the time interval. When a normal voltage is detected until the counting is completed, all of the input power including the step of turning on the first switching unit and the second switching unit so that they turn on at the point when the positive phase changes from zero potential or the negative phase changes from zero potential. It may include a control method of a smart power controller with a zero line start function that solves the problem.

그러므로 본 발명은 기존과 달리 퓨즈나, 써지 옵서버, 써지프로텍트 및 대용량 바리스터를 이용하여 보호회로를 구성하는 방식과 달리 복귀가 가능하고, 불꽃이나 회로부의 파손 및 입력 피크에 의한 제품불량을 방지할 수 있는 효과가 있다. Therefore, unlike the existing method of configuring a protection circuit using a fuse, surge observer, surge protector, and large-capacity varistor, the present invention is capable of recovering and preventing product defects caused by sparks, damage to circuit parts, and input peaks. There is an effect.

도 1은 본 발명에 따른 입력전원의 모든 문제를 해결하는 제로라인 스타트 기능을 갖는 스마트 파워 컨트롤러를 도시한 회로도이다.
도 2는 본 발명의 제어부를 도시한 블럭도이다.
도 3은 본 발명에 따른 입력전원의 모든 문제를 해결하는 제로라인 스타트 기능을 갖는 스마트 파워 컨트롤러의 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 파형을 도시한 그래프이다.
Figure 1 is a circuit diagram showing a smart power controller with a zero line start function that solves all problems with input power according to the present invention.
Figure 2 is a block diagram showing the control unit of the present invention.
Figure 3 is a flowchart showing a control method of a smart power controller with a zero line start function that solves all problems with input power according to the present invention.
Figure 4 is a graph showing a waveform according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있지만, 특정 실시예를 도면에 예시하여 상세하게 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 서로 다른 방향으로 연장되는 구조물을 연결 및/또는 고정시키기 위한 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물중 어느 하나에 해당되는 것으로 이해되어야 한다.Although the present invention may be subject to various changes and may have various embodiments, specific embodiments will be described in detail by illustrating them in the drawings. This is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and is not intended to limit the present invention to any of the changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention for connecting and/or fixing structures extending in different directions. It must be understood as applicable.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The terms used herein are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제 하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to indicate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that it does not exclude in advance the existence or possibility of addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

이하부터 본 발명에 따른 입력전원의 모든 문제를 해결하는 제로라인 스타트 기능을 갖는 스마트 파워 컨트롤러의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, a preferred embodiment of a smart power controller with a zero line start function that solves all problems with input power according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

도 1은 본 발명에 따른 입력전원의 모든 문제를 해결하는 제로라인 스타트 기능을 갖는 스마트 파워 컨트롤러를 도시한 회로도, 도 2는 도 1의 제어부를 도시한 블럭도이다. Figure 1 is a circuit diagram showing a smart power controller with a zero line start function that solves all problems with input power according to the present invention, and Figure 2 is a block diagram showing the control unit of Figure 1.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명은 과전압이 감지되면 전원을 차단하는 제어부(10)와, AC 전원이 입력되는 입력부(Input)와 AC 전원을 출력하는 출력부(Output), 제어부(10)의 제어에 의해 스위칭하여 전원을 통전하는 스위칭부(60)와, AC 전원을 평활시키는 평활부(20), 입력전압과 기준 전압을 출력하는 전압 감지부(70), 타이머(150) 간격을 설정하는 설정부(30)와, 전류레벨을 클램핑하는 제1클램핑부(40)와 제2클램핑부(50)를 포함할 수 있다. Referring to Figures 1 and 2, the present invention includes a control unit 10 that cuts off power when overvoltage is detected, an input unit through which AC power is input, an output unit outputting AC power, and a control unit 10. ), a switching unit 60 that switches and energizes the power under the control of ), a smoothing unit 20 that smoothes the AC power, a voltage detection unit 70 that outputs the input voltage and a reference voltage, and a timer 150. It may include a setting unit 30 for setting, and a first clamping unit 40 and a second clamping unit 50 for clamping the current level.

입력부(Input)와 출력부(Output)는 AC 전원선에 연결된다. 즉, 본 발명에 따른 입력전원의 모든 문제를 해결하는 제로라인 스타트 기능을 갖는 스마트 파워 컨트롤러는 AC 전원선에서 전자기기(예를 들면, 조명기기) 사이에서 AC 전원의 이상 전원을 감지하여 전원을 차단하는 것을 특징으로 한다. The input and output are connected to the AC power line. In other words, the smart power controller with a zero-line start function that solves all problems with input power according to the present invention detects abnormal power of AC power between electronic devices (e.g., lighting devices) on the AC power line and turns the power on. It is characterized by blocking.

평활부(20)는 입력부(Input)에 병렬 연결되는 복수의 저항과 평활캐패시터를 구비하여 입력부(Input)를 거쳐 입력된 입력 전압을 안정화시켜 제어부(10)에 공급한다. 평활부(20)에서 공급된 전원은 제어부(10)의 전원공급핀으로 입력되어 온 상태가 된다. The smoothing unit 20 is provided with a plurality of resistors and a smoothing capacitor connected in parallel to the input unit (Input) to stabilize the input voltage input through the input unit (Input) and supply it to the control unit 10. The power supplied from the smoothing unit 20 is input to the power supply pin of the control unit 10 and is turned on.

스위칭부(60)는 제어부(10)의 제어에 의하여 AC 전원을 차단 또는 통전시킨다. 예를 들면, 스위칭부(60)는 제어부(10)가 이상 전원(예를 들면, 과전압, 써지전압)을 감지하면, 그 제어 신호에 의한 오프되어 입력부(Input)와 출력부(Output) 사이의 전원라인을 차단한다. The switching unit 60 cuts off or energizes AC power under the control of the control unit 10. For example, when the control unit 10 detects an abnormal power source (e.g., overvoltage, surge voltage), the switching unit 60 is turned off by the control signal to switch between the input unit and the output unit. Shut off the power line.

여기서 스위칭부(60)는 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)를 구비할 수 있다. 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)는 제어부(10)의 드라이브핀에서 연결되는 제어선에 의해 온 또는 오프된다. 여기서 제1 스위칭 소자(Q1)는 베이스가 제어부(10)에 연결되고, 입력단에 입력부(Input)측으로 다이오드가 순방향으로 연결되고, 제2 스위칭 소자(Q2)는 입력단이 출력부(Output)측으로 순방향으로 연결되는 IGBT 일 수 있다. 여기서 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)의 입력단은 제1클램핑부(40)와 제2클램핑부(50)에 연결된다.Here, the switching unit 60 may include a first switching element (Q1) and a second switching element (Q2). The first switching element (Q1) and the second switching element (Q2) are turned on or off by a control line connected to the drive pin of the control unit 10. Here, the base of the first switching element (Q1) is connected to the control unit 10, the diode is connected to the input terminal in the forward direction to the input side, and the second switching element (Q2) has the input terminal connected in the forward direction to the output side (Output). It may be an IGBT connected to . Here, the input terminals of the first switching element (Q1) and the second switching element (Q2) are connected to the first clamping unit (40) and the second clamping unit (50).

제1클램핑부(40)와 제2클램핑부(50)는 저항(RCR1, RCE2)과 캐패시터(CRC1, CRC2)를 구비하며, 설정된 레벨의 전류를 클램핑한다. 아울러 제1클램핑부(40)와 제2클램핑부(50)는 제어부(10)의 입력핀과 출력핀에 각각 연결되어 전압을 분압하는 복수의 저항을 포함할 수 있다. 즉, Rin1, Rin2, Ron3 저항은 제어부(10)의 입력핀, Rout1, Rout2, Rout3는 출력핀으로 연결되는 라인에 설치된다. The first clamping unit 40 and the second clamping unit 50 include resistors (RCR1, RCE2) and capacitors (CRC1, CRC2) and clamp the current at a set level. In addition, the first clamping unit 40 and the second clamping unit 50 may include a plurality of resistors that are respectively connected to the input pin and output pin of the control unit 10 to divide the voltage. That is, resistors Rin1, Rin2, and Ron3 are installed on the input pin of the control unit 10, and Rout1, Rout2, and Rout3 are installed on the line connected to the output pin.

이와 같은 제1클램핑부(40)와 제2클램핑부(50)는 AC 사인파형에서 AC의 위상각이 0 인 영전위점(Zero-crossing point)을 감지하기 위한 파형을 유지하기 위한 것이다. The first clamping part 40 and the second clamping part 50 are used to maintain a waveform for detecting a zero-crossing point where the AC phase angle is 0 in the AC sine waveform.

전압 감지부(70)는 입력전압을 설정 레벨이하로 분배하도록 직렬 연결되는 복수의 분배저항(Rsns1, Rsns2, Rsns3)과, 기준 전압을 생성하는 기준저항(Rsref)을 포함할 수 있다. The voltage detection unit 70 may include a plurality of distribution resistors (Rsns1, Rsns2, and Rsns3) connected in series to distribute the input voltage below a set level, and a reference resistor (Rsref) that generates a reference voltage.

기준저항(Rsref)은 분배저항(Rsns1, Rsns2, Rsns3)이 연결되는 전원라인에서분기되어 제어부(10)의 비교기핀으로 연결되는 전원라인에 설치된다. The reference resistor (Rsref) is branched from the power line to which the distribution resistors (Rsns1, Rsns2, and Rsns3) are connected and installed on the power line connected to the comparator pin of the control unit 10.

분배저항(Rsns1, Rsns2, Rsns3)은 제어부(10)의 센싱핀으로 연결된다. Distribution resistors (Rsns1, Rsns2, Rsns3) are connected to the sensing pin of the control unit 10.

따라서 전압 감지부(70)는 센싱핀과 비교기핀으로 감지 전압과 기준 전압을 각각 출력하며, 제어부(10)는 그 차이를 연산하여 과전압을 감지할 수 있다. Therefore, the voltage detection unit 70 outputs the detection voltage and the reference voltage through the sensing pin and the comparator pin, respectively, and the control unit 10 can detect the overvoltage by calculating the difference.

설정부(30)는 제어부(10)의 타이머핀과 GND핀 사이에 연결된 제1 외부캐패시터(Ct)와, 전압 감지부(70)에서 GND핀으로 연결되는 라인에 연결되는 제2 외부 캐패시터(Csref)를 포함할 수 있다. 이중 제1 외부 캐패시터(Ct)는 지연회로로서, 예를 들면, 제어부(10)의, 풀업 전류 및 풀다운 전류에 의해 0.3~3.7V 사이에서 순차적으로 승하강되며, 타이머 계수 연산에 필요한(예를 들면, 영전위점에서의 시작 또는 재시작되는 시간 간격의 카운팅)에 필요한 47pF±20%의 지연(시정수) 값을 제공한다. The setting unit 30 includes a first external capacitor (Ct) connected between the timer pin and the GND pin of the control unit 10, and a second external capacitor (Csref) connected to the line from the voltage sensing unit 70 to the GND pin. ) may include. Among them, the first external capacitor (Ct) is a delay circuit, and is sequentially raised and lowered between 0.3 and 3.7 V by the pull-up current and pull-down current of the control unit 10, for example, necessary for calculating the timer coefficient (e.g. For example, it provides a delay (time constant) value of 47pF ± 20% required for counting the time interval between starting or restarting from the zero potential point.

제어부(10)는, 예를 입력부(Input)에서 입력된 AC 전원에서 이상 전압(과전압)이 감지되면, 영전위를 기준으로 위상각의 변화 양에서 음, 음에서 양의 변화되는 시점에서 전원을 차단하여 연결되는 전자 및 전기제품을 보호하고, 전압이 안정화되면 AC 위상각 O°(영전위점 or Zero-crossing point)에서 재시작하여 AC 스위치 양단의 전압이 0일 때 항상 동기화시키므로 돌입전류를 최소화시킬 수 있다. For example, when an abnormal voltage (overvoltage) is detected in the AC power input from the input unit, the control unit 10 turns the power on at the point when the phase angle changes from positive to negative and from negative to positive based on the zero potential. It protects connected electronic and electrical products by blocking, and when the voltage stabilizes, it restarts at the AC phase angle O° (zero potential point or zero-crossing point) and always synchronizes when the voltage on both ends of the AC switch is 0, thereby minimizing inrush current. You can.

여기서 제어부(10)는 영전위를 감지하는 영전위 감지 모듈(110)과, 스위칭부(60)를 제어하는 스위칭 드라이버(120)와, 이상 전압을 감지하는 이상 전압 감지 모듈(130)과, 영전위를 산출하는 타이머(150)와, 전원이 입력되는 구동 모듈을 포함한다. Here, the control unit 10 includes a zero potential detection module 110 that detects a zero potential, a switching driver 120 that controls the switching unit 60, an abnormal voltage detection module 130 that detects an abnormal voltage, and a zero voltage detection module 130 that detects an abnormal voltage. It includes a timer 150 that calculates the above and a driving module to which power is input.

영전위 감지 모듈(110)은 입력핀 및 출력핀을 통해 제1클램핑부(40)와 제2클램핑부(50)에 의해 클램핑된 파형에서 영전위를 감지한다. 여기서 영전위 감지 모듈(110)은 입력핀을 통해 연결되는 직렬로 연결되는 복수의 저항(Rin1, Rin2, Rin3)을 통해 입력되는 사인파형에서 양의 위상을 감지하고, 출력핀을 통해 직렬 연결된 복수의 저항(Rout1, Rout2, Rout3)을 통해 입력된 사인파에서 음의 위상을 감지할 수 있다. The zero potential detection module 110 detects the zero potential in the waveform clamped by the first clamping unit 40 and the second clamping unit 50 through the input pin and output pin. Here, the zero potential detection module 110 detects the positive phase in the sine waveform input through a plurality of resistors (Rin1, Rin2, Rin3) connected in series through an input pin, and a plurality of resistances (Rin1, Rin2, Rin3) connected in series through an output pin. The negative phase of the input sine wave can be detected through the resistances (Rout1, Rout2, Rout3).

여기서 복수의 저항은(Rin1, Rin2, Rin3, Rout1, Rout2, Rout3) 입력핀/출력핀의 외부 저항으로서 2.2MΩ ~ 3.3MΩ 범위에서 선택함이 바람직하다. Here, the plurality of resistors (Rin1, Rin2, Rin3, Rout1, Rout2, Rout3) are external resistances of the input pin/output pin and are preferably selected in the range of 2.2MΩ to 3.3MΩ.

예를 들면, AC 90~400V, 50Hz~60Hz의 전원선에서 전류 클램핑 레벨이 1mA 를 초과할 경우에 2kV 이상의 전압이 발생될 수 있다. 이와 같은 과전압을 수용할 수 있도록 입력핀/출력핀의 외부 저항값은 2.2MΩ ~ 3.3MΩ 로 설정함이 바람직하다. For example, if the current clamping level exceeds 1mA in a power line of AC 90~400V, 50Hz~60Hz, a voltage of 2kV or more may be generated. To accommodate such overvoltage, it is desirable to set the external resistance value of the input pin/output pin to 2.2MΩ ~ 3.3MΩ.

스위칭 드라이버(120)는 영전위 감지 모듈(110)에서 감지된 영전위를 기준으로 제1스위칭부(60)와 제2스위칭부(60)를 선택적으로 또는 동시에 온 또는 오프시킨다. 또한 스위칭 드라이버(120)는 이상 전압 감지 모듈(130)의 감지 결과에 따라 이상 전압이 감지되면 스위칭부(60)를 오프시키고, 정상 전압이 감지되면 영전위 감지 모듈(110)의 영전위 감지신호에 따라 스위칭부(60)를 구동시켜 연결된 AC 전원선의 전원을 통전시킨다. The switching driver 120 selectively or simultaneously turns on or off the first switching unit 60 and the second switching unit 60 based on the zero potential detected by the zero potential detection module 110. In addition, the switching driver 120 turns off the switching unit 60 when an abnormal voltage is detected according to the detection result of the abnormal voltage detection module 130, and when a normal voltage is detected, the zero potential detection signal of the zero potential detection module 110 Accordingly, the switching unit 60 is driven to energize the connected AC power line.

이상 전압 감지 모듈(130)은 이상 전압을 감지한다. 여기서 이상 전압 감지 모듈(130)은 전압 감지부(70)를 통하여 입력되는 입력전압과, 기준 전압을 비교하여 그 차이가 설정된 범위(예를 들면, ±1.5V)를 초과하면 이상 전압 감지 신호를 출력한다. The abnormal voltage detection module 130 detects an abnormal voltage. Here, the abnormal voltage detection module 130 compares the input voltage input through the voltage detection unit 70 and the reference voltage and generates an abnormal voltage detection signal when the difference exceeds a set range (for example, ±1.5V). Print out.

즉, 이상 전압 감지 모듈(130)은 전압 감지부(70)를 통해 입력된 감지 전압과, 비교기핀을 통해 입력되는 기준 전압과의 차이를 연산하여 이상 전압 유무를 산출한다. That is, the abnormal voltage detection module 130 calculates the presence or absence of an abnormal voltage by calculating the difference between the detected voltage input through the voltage detection unit 70 and the reference voltage input through the comparator pin.

이때, 감지 전압은 입력부(Input)에 연결되어 상호 직렬연결되는 복수의 저항(RSNS1, RSNS2, RSNS3)을 거쳐 분배된 전압이 기준저항(RSREF)이 연결되는 전원라인과 분압되어 센싱핀으로 입력된다. At this time, the sensing voltage is connected to the input unit (Input) and the distributed voltage through a plurality of resistors (RSNS1, RSNS2, RSNS3) connected in series is divided with the power line to which the reference resistor (RSREF) is connected and input to the sensing pin. .

타이머(150)는 영전위를 산출하기 위한 타이머(150) 계수를 산출한다. 예를 들면, 타이머(150)는 입력 전압이 설정된 전압레벨 이내일 때, 작동을 시작하며, 이는 초기 전원 켜기 상태와 과전압 이후의 복구 상태에도 적용된다. 여기서 타이머(150)는 설정부(30)의 외부 캐패시터(Csref)에 의해 전체 지속 시간이 결정될 수 있다. The timer 150 calculates a timer 150 coefficient for calculating the zero potential. For example, the timer 150 starts operation when the input voltage is within a set voltage level, and this also applies to the initial power-on state and the recovery state after overvoltage. Here, the total duration of the timer 150 may be determined by the external capacitor (Csref) of the setting unit 30.

예를 들면, 타이머(150)는 9uA의 내부 풀다운 전류에 이어 9uA의 풀업 전류를 포함하며, 외부 캐패시터(Csref)를 3.7V와 0.3V 사이에서 순차적으로 상승시키고 다시 3.7V로 되돌릴 수 있다. 이는 1024 사이클 동안 계속되어 0.8초/nF의 전체 타이머(150) 계수를 생성하며, 이와 같은 타이머(150) 방정식은 아래 수학식 1과 같다. For example, timer 150 includes an internal pull-down current of 9uA followed by a pull-up current of 9uA, which can sequentially increase an external capacitor (Csref) between 3.7V and 0.3V and back to 3.7V. This continues for 1024 cycles to generate a total timer 150 coefficient of 0.8 seconds/nF, and the timer 150 equation is shown in Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Interval (sec) = # cycles x Vramp x 2 x CT (F) / Iramp Interval (sec) = # cycles x Vramp x 2 x CT (F) / Iramp

= 1024 x 3.4 x 2 x CT (F) / 9u = 0.774 sec/nF= 1024 x 3.4 x 2 x CT (F) / 9u = 0.774 sec/nF

여기서 타이머(150)는 이상 전압 감지 모듈(130)의 감지 결과에 따라 설정된 시간 주기를 카운팅 하거나 초기화한 후 재시작할 수 있다. Here, the timer 150 may count or initialize a set time period according to the detection result of the abnormal voltage detection module 130 and then restart.

예를 들면, 타이머(150)는 이상 전압 감지 모듈(130)에서 타이머(150) 간격 동안 이상 전압이 발생되면, 설정된 시간 구간 중 현재까지 진행된 시간을 초기화하고 카운팅을 다시 시작한다. 이와 같은 타이머(150) 간격의 재설정은 전압이 설정된 레벨 이내의 시작전압으로 안정화될 때까지 이루어진다. For example, if an abnormal voltage is generated during the timer 150 interval in the abnormal voltage detection module 130, the timer 150 initializes the current time progressed in the set time period and starts counting again. This reset of the timer 150 interval is performed until the voltage stabilizes to a starting voltage within a set level.

본 발명은 상기와 같은 구성을 포함하며, 이하에서는 상기와 같은 구성을 통해 달성되는 본 발명에 따른 입력전원의 모든 문제를 해결하는 제로라인 스타트 기능을 갖는 스마트 파워 컨트롤러의 제어 방법을 설명한다. The present invention includes the above configuration, and hereinafter, a control method of a smart power controller with a zero line start function that solves all problems of input power according to the present invention achieved through the above configuration will be described.

도 3은 본 발명에 따른 입력전원의 모든 문제를 해결하는 제로라인 스타트 기능을 갖는 스마트 파워 컨트롤러의 제어 방법을 도시한 순서도, 도 4은 본 발명이 실시예에 의한 파형을 도시한 그래프이다. FIG. 3 is a flowchart showing a control method of a smart power controller with a zero line start function that solves all problems with input power according to the present invention, and FIG. 4 is a graph showing waveforms according to an embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명은 온 되는 S110 단계와, 영전위 감지하여 스위칭하는 S120 단계와 이상 전압을 감지하는 S130 단계와, 이상 전압이 감지되면 오프하는 S140 단계와, 타이머(150)를 초기화하고 재설정하는 S150 단계와, 이상 전원의 정상화여부를 감지하는 S160 단계와, 영전위를 검출하여 스위칭하는 S170 단계를 포함한다. Referring to Figures 3 and 4, the present invention includes a step S110 for turning on, a step S120 for detecting and switching a zero potential, a step S130 for detecting an abnormal voltage, a step S140 for turning off when an abnormal voltage is detected, and a timer (150). ) includes a step S150 of initializing and resetting, a step S160 of detecting whether the abnormal power is normalized, and a step S170 of detecting and switching the zero potential.

S110 단계는 제어부(10)가 입력된 전압에 의해 온되는 단계이다. 제어부(10)는 AC 전원선에 연결된 입력부(Input)를 통해 입력된 교류(AC) 전원이 평활부(20)의 다이오드(Dvcc) 및 복수의 저항(RVCC1~RVCC3)와 캐패시터(CVCC)를 통해 전원공급핀으로 전원이 입력되면 온된다. Step S110 is a step in which the control unit 10 is turned on by the input voltage. The control unit 10 receives alternating current (AC) power input through an input unit (Input) connected to the AC power line through the diode (Dvcc) of the smoothing unit 20, a plurality of resistors (RVCC1 to RVCC3), and a capacitor (CVCC). It turns on when power is input through the power supply pin.

S120 단계는 제어부(10)가 설정된 타이머(150) 계수에 따른 시간 주기(CT)가 경과된 이후에 최초 감지된 영전위점(도 4의 a)과 동기화되어 드라이브핀을 통해 구동신호(DRV)를 출력하여 제1스위칭부(60)와 제2스위칭부(60)를 구동시키는 단계이다. 따라서 스위치 컨트롤러는 AC 전원선에 연결되는 부하(예를 들면, 조명기기)에 출력한다. In step S120, the control unit 10 is synchronized with the first detected zero potential point (a in Figure 4) after the time period (CT) according to the set timer 150 coefficient has elapsed and sends a drive signal (DRV) through the drive pin. This is the step of outputting and driving the first switching unit 60 and the second switching unit 60. Therefore, the switch controller outputs output to loads (for example, lighting equipment) connected to the AC power line.

S130 단계는 제어부(10)가 이상 전압을 감지하는 단계이다. 여기서 이상 전압 감지 모듈(130)은 전압 감지부(70)의 감지 전압과 설정된 기준 전압과의 차이가 설정 범위를 초과하면 이상 전압을 감지한다. 이는 도 4의 VLNE 파형에서 피크치가 OVP+VE 기준치와, VLOAD 파형의 기준치 OVP+VE를 초과할 때 발생한다. 여기서 VLINE 파형은 AC 전원선의 파형을 측정한 그래프이며, VLOAD 파형은 출력측 전압, 즉, 제어부의 입력핀/출력핀에 연결되는 외부 저항(Rin1, Rin2, Rin3, Rout1, Rout2, Rout3)들을 통해 입력된 신호의 파형에 해당된다. Step S130 is a step in which the control unit 10 detects an abnormal voltage. Here, the abnormal voltage detection module 130 detects the abnormal voltage when the difference between the detected voltage of the voltage detection unit 70 and the set reference voltage exceeds the set range. This occurs when the peak value in the VLNE waveform of FIG. 4 exceeds the reference value OVP+VE and the reference value OVP+VE in the VLOAD waveform. Here, the VLINE waveform is a graph measuring the waveform of the AC power line, and the VLOAD waveform is the output side voltage, that is, input through external resistors (Rin1, Rin2, Rin3, Rout1, Rout2, Rout3) connected to the input pin/output pin of the control unit. Corresponds to the waveform of the signal.

VCC 파형은 제어부의 전원공급핀에 입력된 파형이며, DRV는 스위칭 드라이버에 의해 드라이브핀에서 출력되는 제1스위칭부와 제2스위칭부의 구동신호이다. CT는 타이머에서 산출되는 시간 간격을 대략적으로 도시한 파형이다. The VCC waveform is the waveform input to the power supply pin of the control unit, and DRV is the driving signal of the first and second switching units output from the drive pin by the switching driver. CT is a waveform that roughly shows the time interval calculated from the timer.

S140 단계는 제어부(10)가 이상 전압이 감지되면 AC 전원선을 오프시키는 단계이다. 제어부(10)는 이상 전압이 감지되면, 제1스위칭부(60)와 제2스위칭부(60)를 오프시켜 AC 전원선을 차단한다(도 4의 도면부호 b 또는 c 참조).Step S140 is a step in which the control unit 10 turns off the AC power line when an abnormal voltage is detected. When an abnormal voltage is detected, the control unit 10 turns off the first switching unit 60 and the second switching unit 60 to block the AC power line (see reference numeral b or c in FIG. 4).

여기서 스위칭 드라이버(120)는 영전위 감지모듈(110)의 영전위점을 기준으로 하여 제1스위칭부(60)와 제2스위칭부(60)를 오프시킬 수 있다,Here, the switching driver 120 can turn off the first switching unit 60 and the second switching unit 60 based on the zero potential point of the zero potential detection module 110.

예를 들면, 스위칭 드라이버(120)는 이상 전압(예를 들면, 과전압)이 감지되면 전양(+)의 위상의 과전압은 피크값에서 하향되는 하강엣지(EDGE), 음의 위상 과전압은 상향되는 상승엣지(EDGE)에서 오프시킨다. For example, when the switching driver 120 detects an abnormal voltage (e.g., overvoltage), the positive phase overvoltage produces a falling edge (EDGE) downward from the peak value, and the negative phase overvoltage produces an upward edge. Turn it off at EDGE.

S150 단계는 제어부(10)가 타이머(150)의 카운팅을 초기화하는 단계이다. 제어부(10)는 이상 전압이 감지된 시점을 기준으로 설정된 시간 간격을 초기화하고 재설정한다. 그리고 타이머(150)는 재설정된 타이머 계수에 의해 산출된 시간 간격을 카운팅한다. Step S150 is a step in which the control unit 10 initializes the counting of the timer 150. The control unit 10 initializes and resets the time interval set based on the time when an abnormal voltage is detected. And the timer 150 counts the time interval calculated by the reset timer coefficient.

S160 단계는 제어부(10)가 타이머(150)가 재설정된 시간 간격의 카운팅 중 이상 전압의 정상화여부를 감지하는 단계이다. 제어부(10)는 이상 전압 감지 모듈(130)을 통해 감지된 감지 전압과 기준 전압과의 차이가 설정 범위 이내에서 재설정된 시간 간격 이내에의 시간주기 동안 유지하고 있다면 이상 전압 발생이후에 정상화된 것을 감지한다. Step S160 is a step in which the control unit 10 detects whether the abnormal voltage is normalized while counting the time interval at which the timer 150 is reset. The control unit 10 detects that the abnormal voltage has normalized if the difference between the detection voltage detected through the abnormal voltage detection module 130 and the reference voltage is maintained within the set range for a time period within the reset time interval. do.

또는, 제어부(10)는 재설정된 시간 간격의 카운팅 중에 이상 전압이 감지되면, S150 단계를 재진행한다. 이와 같은 과정은 입력 전압이 정상화될 때까지 반복될 수 있다. Alternatively, if an abnormal voltage is detected while counting the reset time interval, the control unit 10 re-processes step S150. This process can be repeated until the input voltage is normalized.

S170 단계는 제어부(10)가 재설정된 시간 간격의 카운팅이 완료되는 시점까지 정상화가 유지되었다면, 영전위에서 양(+)의 위상 또는 영전위에서 음(-)의 위상으로 변화되는 시점에서 온되도록 제1스위칭부(60)와 제2스위칭부(60)를 온시키는 단계이다. If normalization is maintained until the counting of the reset time interval is completed, step S170 is the first step to be turned on at the point when the zero potential changes from the positive (+) phase or the zero potential to the negative (-) phase. This is the step of turning on the switching unit 60 and the second switching unit 60.

그러므로 본 발명은 영전위를 기준으로 AC 스위치를 동기화시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 과전압 발생 후 재설정된 타이머(150) 계수에 의해 산출된 타이머(150) 간격이 완료되면, 영전위점의 양의 상승 구간에서 온될 수 있다. 이때, 재설정된 시간 간격 동안 이상 전압이 발생되면, 다시 시간 간격이 재설정되어 다음 전체 사이클이 정상화 전압 으로 돌아올 때가지 기다린다. Therefore, the present invention can synchronize the AC switch based on the zero potential. In addition, the present invention can be turned on in the positive rising section of the zero potential point when the timer 150 interval calculated by the timer 150 coefficient reset after the occurrence of overvoltage is completed. At this time, if an abnormal voltage occurs during the reset time interval, the time interval is reset again and waits until the next full cycle returns to the normalized voltage.

즉, 본 발명은 이상 전압이 발생되면 설정된 시간 간격 중 현재까지 진행된 시간을 초기화하고 카운팅을 다시 시작하며, 이와 같은 시간 간격의 재설정은 전압이 설정된 레벨 이내의 시작전압으로 안정화될 때까지 이루어진다. That is, in the present invention, when an abnormal voltage occurs, the time progressed to date among the set time intervals is initialized and counting begins again. This resetting of the time interval is performed until the voltage stabilizes to a starting voltage within the set level.

따라서 본 발명은 AC 전원 전압이 다시 안전한 수준 내로 안정되면 부하가 다시 연결되어 정상 작동되면서 전자식 스위치의 전위차로 인해 저전압으로 인한 LED 잔상효과를 차단 할 수 있다. Therefore, in the present invention, when the AC power voltage stabilizes again to a safe level, the load is reconnected and operates normally, thereby blocking the LED afterimage effect caused by low voltage due to the potential difference of the electronic switch.

아울러, 본 발명은 AC 전원선의 전압을 감지하여 직접 차단 또는 통전시킬 수 있기에 대기전력의 차단이 가능하고, 입력에 Surge 및 Peak성 전압이 유입되어도 수십 ms뒤에 무조건 0° 에서 시작 되기에 돌입을 방지 할 수 있다. In addition, the present invention detects the voltage of the AC power line and can directly cut off or energize, so it is possible to block standby power, and even if surge or peak voltage flows into the input, it unconditionally starts at 0° after several tens of ms to prevent rush. can do.

또한, 본 발명은 기존과 달리 퓨즈나, 써지 옵서버, 써지프로텍트 및 대용량 바리스터를 이용하여 보호회로를 구성하는 방식과 달리 복귀가 가능하고, 불꽃이나 회로부의 파손 및 입력 피크에 의한 제품불량을 방지할 수 있다 In addition, the present invention, unlike the existing method of configuring a protection circuit using a fuse, surge observer, surge protector, and large-capacity varistor, allows recovery and prevents product defects caused by sparks, damage to circuit parts, and input peaks. can

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, dw본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해 되어서는 안될 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been shown and described, but the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and can be used in the technical field to which the invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Of course, various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be understood individually from the technical idea or perspective of the present invention.

10 : 제어부
20 : 평활부
30 : 설정부
40 : 제1클램핑부
50 : 제2클램핑부
60 : 스위칭부
70 : 전압 감지부
110 : 영전위 감지 모듈
120 : 스위칭 드라이버
130 : 이상 전압 감지 모듈
140 : 구동 모듈
150 : 타이머
10: control unit
20: smooth part
30: Setting section
40: first clamping part
50: second clamping part
60: switching unit
70: voltage detection unit
110: Zero potential detection module
120: switching driver
130: Abnormal voltage detection module
140: driving module
150: Timer

Claims (9)

AC 전원이 입력되는 입력부(Input)와 AC 전원을 출력하는 출력부(Output),
입력부(Input)와 출력부(Output) 사이에서 전원을 통전하는 스위칭부(60);
입력전압과 기준 전압을 출력하는 전압 감지부(70); 및
전압 감지부(70)의 기준 전압과 입력전압의 차이를 산출하여 설정 범위를 초과하는 이상 전압이 감지되면, 스위칭부(60)를 제어하여 전원을 차단하도록 제어하고, 설정된 타이머(150)의 시간 간격을 초기화하여 재설정 후 카운팅하여 재설정된 시간 간격 완료 후 AC 사인파형의 영전위점을 기준으로 스위칭부(60)를 온시켜 전원을 통전시키는 제어부(10);를 포함하고,
제어부(10)는
영전위를 감지하는 영전위 감지 모듈(110);
감지 전압과 기준 전압의 차를 연산하여 이상 전압을 감지하는 이상 전압 감지 모듈(130);
이상 전압이 감지되면 설정된 시간 간격을 초기화하고, 재설정하여 카운팅하는 타이머(150); 및
타이머(150)에서 연산된 시간 간격에 따라 영전위점을 기준으로 스위칭부를 온 시키고, 이상 전압 감지 모듈(130)의 이상 전압 감지시에 스위칭부(60)를 오프시키는 스위칭 드라이버(120); 를 포함하고,
전압 감지부(70)는
입력전압을 설정 레벨이하로 분배하도록 직렬 연결되는 복수의 분배저항(Rsns1, Rsns2, Rsns3)과, 복수의 분배저항(Rsns1, Rsns2, Rsns3)이 연결되는 전원라인에서 분기된 전원라인에 설치되어 기준 전압을 생성하는 기준저항(Rsref)을 포함하는 것; 을 특징으로 하는 입력전원의 모든 문제를 해결하는 제로라인 스타트 기능을 갖는 스마트 파워 컨트롤러.
An input unit where AC power is input and an output unit which outputs AC power,
A switching unit 60 that supplies power between an input unit and an output unit (Output);
A voltage detection unit 70 that outputs an input voltage and a reference voltage; and
When an abnormal voltage exceeding the set range is detected by calculating the difference between the reference voltage and the input voltage of the voltage detection unit 70, the switching unit 60 is controlled to cut off the power, and the set timer 150 is set. A control unit 10 that initializes the interval, resets it, counts it, and turns on the switching unit 60 based on the zero potential point of the AC sine wave form to energize the power after completing the reset time interval;
The control unit 10 is
A zero potential detection module 110 that detects a zero potential;
An abnormal voltage detection module 130 that detects an abnormal voltage by calculating the difference between the detection voltage and the reference voltage;
A timer 150 that initializes a set time interval when an abnormal voltage is detected and resets and counts; and
A switching driver 120 that turns on the switching unit based on the zero potential point according to the time interval calculated by the timer 150 and turns off the switching unit 60 when the abnormal voltage detection module 130 detects an abnormal voltage; Including,
The voltage detection unit 70 is
A plurality of distribution resistors (Rsns1, Rsns2, Rsns3) are connected in series to distribute the input voltage below the set level, and are installed on a power line branched from the power line to which the plurality of distribution resistors (Rsns1, Rsns2, Rsns3) are connected. Containing a reference resistance (Rsref) that generates a voltage; A smart power controller with a zero-line start function that solves all problems with input power.
삭제delete 청구항 1에 있어서, 스위칭부(60)는
제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)를 구비하고,
제1 스위칭 소자(Q1)는 베이스가 제어부(10)에 연결되고, 입력단에 입력부(Input)측으로 다이오드가 순방향으로 연결되고, 제2 스위칭 소자(Q2)는 입력단이 출력부(Output)측으로 순방향으로 연결되는 것; 을 특징으로 하는 입력전원의 모든 문제를 해결하는 제로라인 스타트 기능을 갖는 스마트 파워 컨트롤러.
In claim 1, the switching unit 60 is
Equipped with a first switching element (Q1) and a second switching element (Q2),
The base of the first switching element (Q1) is connected to the control unit 10, the diode is connected to the input terminal in the forward direction toward the input side, and the second switching element (Q2) has the input terminal connected in the forward direction to the output side. being connected; A smart power controller with a zero-line start function that solves all problems with input power.
삭제delete 청구항 1에 있어서, 설정부(30)는
제어부(10)의 타이머(150)에 연결되는 타이머핀에 연결된 제1 외부 캐패시터(Ct)와, 전압 감지부(70)에서 제어부(10)의 스위칭부(60)측으로 연장되는 전원라인에 설치되는 제2 외부 캐패시터(Csref)를 포함하고,
제1 외부 캐패시터(Ct)는 지연회로로서 제어부(10)의 풀업 전류 및 풀다운 전류에 의해 0.3~3.7V 사이에서 순차적으로 승하강되며, 타이머(150) 계수 연산시 영전위점에서 시작 또는 재시작에 필요한 47pF±20%의 지연(시정수) 값을 제공하는 것을 특징으로 하는 입력전원의 모든 문제를 해결하는 제로라인 스타트 기능을 갖는 스마트 파워 컨트롤러.
In claim 1, the setting unit 30 is
A first external capacitor (Ct) connected to the timer pin connected to the timer 150 of the control unit 10, and a power line extending from the voltage detection unit 70 to the switching unit 60 of the control unit 10 are installed. Includes a second external capacitor (Csref),
The first external capacitor (Ct) is a delay circuit that sequentially rises and falls between 0.3 and 3.7 V by the pull-up current and pull-down current of the control unit 10, and is necessary for starting or restarting from the zero potential point when calculating the coefficient of the timer 150. A smart power controller with a zero-line start function that solves all problems with input power, featuring a delay (time constant) value of 47pF ± 20%.
청구항 1에서, 스위칭 드라이버(120)는
이상 전압 감지 모듈(130)에서 이상 전압이 감지되면, 영전위(Z)를 기준으로 위상각이 양(+)에서 음(-) 또는 음(-)에서 양(+)의 변화되는 시점에서 전원을 차단하고, 전압이 안정화되면 AC 전원의 영전위점에서 양 또는 음의 위상으로 변화될 때 스위칭부(60)를 구동시켜 전원을 통전시키는 것; 을 특징으로 하는 입력전원의 모든 문제를 해결하는 제로라인 스타트 기능을 갖는 스마트 파워 컨트롤러.
In claim 1, the switching driver 120 is
When an abnormal voltage is detected by the abnormal voltage detection module 130, the power supply is supplied at the point when the phase angle changes from positive (+) to negative (-) or from negative (-) to positive (+) based on the zero potential (Z). blocking the voltage, and when the voltage is stabilized and changes to positive or negative phase at the zero potential point of the AC power supply, driving the switching unit 60 to energize the power; A smart power controller with a zero-line start function that solves all problems with input power.
청구항 1에 있어서,
영전위 감지 모듈(110)은 입력핀을 통해 직렬로 연결되는 복수의 저항(Rin1, Rin2, Rin3)을 통해 입력되는 사인파형에서 양의 위상을 감지하고, 출력핀을 통해 직렬 연결된 복수의 저항(Rout1, Rout2, Rout3)을 통해 입력된 사인파에서 음의 위상을 감지하고,
복수의 저항은(Rin1, Rin2, Rin3, Rout1, Rout2, Rout3) 2.2MΩ ~ 3.3MΩ 범위에서 선택되는 것; 을 특징으로 하는 입력전원의 모든 문제를 해결하는 제로라인 스타트 기능을 갖는 스마트 파워 컨트롤러.
In claim 1,
The zero potential detection module 110 detects the positive phase in a sine waveform input through a plurality of resistors (Rin1, Rin2, Rin3) connected in series through an input pin, and a plurality of resistors (Rin1, Rin2, Rin3) connected in series through an output pin. Detects the negative phase in the sine wave input through (Rout1, Rout2, Rout3),
A plurality of resistors (Rin1, Rin2, Rin3, Rout1, Rout2, Rout3) are selected from the range of 2.2MΩ to 3.3MΩ; A smart power controller with a zero-line start function that solves all problems with input power.
삭제delete 삭제delete
KR1020230052894A 2023-04-21 2023-04-21 Smart power controller with zero line start function that solves all problems of input power KR102626787B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230052894A KR102626787B1 (en) 2023-04-21 2023-04-21 Smart power controller with zero line start function that solves all problems of input power

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230052894A KR102626787B1 (en) 2023-04-21 2023-04-21 Smart power controller with zero line start function that solves all problems of input power

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102626787B1 true KR102626787B1 (en) 2024-01-19

Family

ID=89717462

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020230052894A KR102626787B1 (en) 2023-04-21 2023-04-21 Smart power controller with zero line start function that solves all problems of input power

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102626787B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110028958A (en) * 2009-09-14 2011-03-22 삼성전기주식회사 Power supply apparatus supplying additional current to power converting switch
KR101436703B1 (en) 2009-06-04 2014-09-01 포인트 소미 리미티드 라이어빌리티 컴퍼니 Apparatus, method and system for providing ac line power to lighting devices
JP2019075940A (en) * 2017-10-18 2019-05-16 富士電機株式会社 Switching power supply circuit

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101436703B1 (en) 2009-06-04 2014-09-01 포인트 소미 리미티드 라이어빌리티 컴퍼니 Apparatus, method and system for providing ac line power to lighting devices
KR20110028958A (en) * 2009-09-14 2011-03-22 삼성전기주식회사 Power supply apparatus supplying additional current to power converting switch
JP2019075940A (en) * 2017-10-18 2019-05-16 富士電機株式会社 Switching power supply circuit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9537417B2 (en) Power supply control circuit and power source cut-off detection method
KR101390424B1 (en) Ballast with frequency-diagnostic lamp fault protective circuit
US9203295B2 (en) Bleeding circuit and method for reducing power consumption of an EMI filter
EP3001779A1 (en) Apparatus for driving light emitting diode
JP5870314B2 (en) Lighting device and lighting apparatus
EP3254534B1 (en) Driver circuit able to monitor usage of a surge protection arrangement
CN112019069B (en) Control chip and switching power supply using same
KR102626787B1 (en) Smart power controller with zero line start function that solves all problems of input power
KR102623399B1 (en) LED converter with built-in smart power controller with zero line start function and LED lighting deveice using the same
CN109196953B (en) Method of lighting driver protection and lighting driver comprising such protection
KR101631407B1 (en) Apparatus and method for determining status of ballast for using both ac and dc
US9913346B1 (en) Surge protection system and method for an LED driver
CN203775489U (en) Electronic control device for LED module
JP5724516B2 (en) LED lighting device
KR102623400B1 (en) Power supply having a smart power controller that solves all problems arising from input and an air circulating apparatus using the same
EP2950620B1 (en) Universal digital dimmer
KR200422688Y1 (en) High Efficiency plasma inverter
KR100655245B1 (en) High efficiency plasma inverter
JP6273885B2 (en) LED power supply device and LED lighting device
WO2016024647A1 (en) Power circuit for led lighting and power control method for led lighting using same
JP2017216086A (en) Lighting device and light fitting
KR102130176B1 (en) Power supply circuit for alteration of flicker frequency of light emitting diode
CN220570703U (en) Constant current drive circuit, constant current drive device and lamp
US11277898B2 (en) Retrofit light emitting diode, LED, lighting device for connection to a ballast, wherein said LED lighting device is arranged to detect a dip in said mains voltage using a zero current detector
CN112087119B (en) Power supply device

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant